(57)【要約】【課題】インクの収容効率や使用効率の高い簡素な構成を有するインクタンクでありながら、２つの姿勢での使用が可能であり、大容量のインクを安定して供給可能なインクタンクを提供する。【解決手段】インクタンク１内は、インク供給口１０と大気連通口８が形成され、インク１５を吸収して保持する負圧発生部材１１ａ，１１ｂが収容された負圧発生部材収容室２６と、インク１５を直接保持するインク収容室２７に、連通部が形成された隔壁１４によって仕切られている。負圧発生部材１１ｂには、連通部から流入する液体に接する面として、互いに９０°の角度をなし、異なる使用姿勢のそれぞれでのインク供給時に、水平に位置して、インク収容室２７に気体を導入する働きをする第１、第２の気体導入面２０ａ，２０ｂが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出記録ヘッドに供給する液体を保持する液体タンクにおいて、
前記液体吐出記録ヘッドに液体を供給するための液体供給口と、大気連通口とが形成され、液体を吸収して保持する負圧発生部材を収容している負圧発生部材収容室と、液体を直接保持する液体収容室とを有し、
前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とは、両者を連通させる連通部が形成された隔壁によって仕切られ、前記液体収容室は前記連通部を除いて実質的に密閉されており、
前記負圧発生部材は、前記連通部から流入する液体に接する面として、少なくとも、互いに所定の角度をなす２つの面を有する形状になっていることを特徴とする液体タンク。
【請求項２】
前記液体タンクは、第１の姿勢と第２の姿勢とで使用され、前記負圧発生部材の前記２つの面のそれぞれは、第１の姿勢と第２の姿勢との一方において水平に配置される、請求項１に記載の液体タンク。
【請求項３】
請求項１ないし２に記載の液体タンクにおいて、前記２つの面のうち、使用時姿勢において水平に配置される面よりも上方の負圧発生部材領域にまでインクが保持されていることを特徴とする液体タンク。
【請求項４】
前記液体収容室に対向する２つの面、それぞれにおいて、それぞれの面のその任意の部位における毛管力がほぼ均一となっている、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体タンク。
【請求項５】
前記負圧発生部材収容室には、互いに圧接された第１および第２の負圧発生部材が収納されるとともに、
前記第１の負圧発生部材の毛管力は前記第２の負圧発生部材の毛管力よりも高く、
前記第１および第２の負圧発生部材の当接面は前記隔壁と交差する方向に延び、
前記第１の負圧発生部材は前記連通部と連通し、かつ、前記液体供給口と連通するとともに前記当接面を介してのみ前記大気連通孔と連通可能であり、
前記第２の負圧発生部材は前記当接面を介してのみ前記連通部と連通可能であり、
前記第１および第２の負圧発生部材の前記当接面は、前記第１の姿勢と第２の姿勢の一方において、前記負圧発生部材の前記２つの面のうちの、当該姿勢で水平に配置される前記面の上方に位置している、請求項２から４のいずれか１項に記載の液体タンク。
【請求項６】
前記連通部の上端が、前記第１および第２の負圧発生部材の前記当接面よりも下方に位置している、請求項５に記載の液体タンク。
【請求項７】
請求項５または６に記載の液体タンクであって、液体タンクの使用時姿勢を含むいかなる姿勢であっても、前記第１及び第２の負圧発生部材の圧接部の界面の全域にわたってインクが保持されていることを特徴とする液体タンク。
【請求項８】
前記負圧発生部材の前記２つの面のなす角度は９０°である、請求項１から７のいずれか１項に記載の液体タンク。
【請求項９】
前記負圧発生部材は、前記連通部を前記液体タンクの鉛直下方に位置させた姿勢で見て、前記連通部の上端より上方の位置で、前記隔壁に当接する位置に延びる張り出し部と、該張り出し部の、前記隔壁に当接する位置から、前記隔壁に沿って下方に延びる垂れ下がり部とを有するコの字状の形状を有している、請求項１から８のいずれか１項に記載の液体タンク。
【請求項１０】
前記液体タンクは、第１の姿勢と第２の姿勢とで使用され、前記負圧発生部材は、該２つの使用時姿勢のいずれの場合にも、前記液体が直接貯留される領域と、前記液体が負圧発生部材に保持されて収容される領域とを、ほぼ水平方向およびほぼ垂直方向に区画する形状を有している、請求項１から９のいずれか１項に記載の液体タンク。
【請求項１１】
液体吐出記録ヘッドに供給する液体を保持する液体タンクにおいて、
前記液体吐出記録ヘッドに液体を供給するための液体供給口と、大気連通口とが形成され、液体を吸収して保持する負圧発生部材を収容している負圧発生部材収容室と、液体を直接保持する液体収容室とを有し、
前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とは、両者を連通させる連通部が形成された隔壁によって仕切られ、前記液体収容室は前記連通部を除いて実質的に密閉されており、
前記負圧発生部材内の液体が消費された際に、前記大気連通口から前記負圧発生部材収容室に空気が導入され、前記連通部を通じ前記液体収容室に入るとともに、前記導入された空気に替わり、前記連通部を通じて前記負圧発生部材収容室の前記負圧発生部材に前記液体収容室内の液体が充填され、この際、前記負圧発生部材収容室から前記液体収容室への空気の導入が前記負圧発生部材の、実質的に水平な面において行われることを特徴とする液体タンク。
【請求項１２】
前記負圧発生部材は繊維材料からなる、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体タンク。
【請求項１３】
液体吐出記録ヘッドへ液体を供給する供給口および、大気と連通する大気連通口を有し、液体を吸収保持する負圧発生部材を収容した負圧発生部材収容室と、
前記負圧発生部材収容室と連通し、この連通部を除き実質的に密閉された、液体を収容する液体収容室と、
前記連通部を除いて前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とを仕切る仕切り壁と、を備えた液体タンクの製造方法において、
前記負圧発生部材の前記連通部に対応している部分に、前記液体収納容器の９０度異なる２つの使用姿勢においてそれぞれ水平となる２つの面を設ける工程と、
２つの面を設けられた負圧発生部材を液体タンクの負圧発生部材収容室に挿入する工程と、
前記液体収納容器の前記２つの使用姿勢それぞれにおいて、前記２つの面のうち、水平となる面より少なくとも上方に位置する前記負圧発生部材から下方に位置する前記負圧発生部材に至るまでの領域に、液体を充填して保持させる工程とを含むことを特徴とする液体タンクの製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の液体タンクの製造方法であって、
第１の負圧発生部材を用意する工程と、
前記第１の負圧発生部材よりも低い毛管力の第２の負圧発生部材を用意し、前記負圧発生部材の前記連通部に対応している部分に、前記液体収納容器の使用姿勢において水平となる切り欠き部を設ける工程と、
第１及び第２の負圧発生部材を前記負圧発生部材収容室に互いに圧接するように収納する工程とを含むことを特徴とする液体タンクの製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の液体タンクの製造方法であって、
液体タンクの使用姿勢を含むいかなる姿勢であっても、前記第１及び第２の負圧発生部材の圧接部の界面の全域にわたって液体が保持される量の液体を充填する工程を含むことを特徴とする液体タンクの製造方法。
【請求項１６】
前記請求項１から１５のいずれか１項に記載の液体タンク、ないしは液体タンクの製造方法により得られた液体タンク、が搭載され、前記液体タンクから供給された液体を吐出する液体吐出記録ヘッドを有する液体吐出記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録ヘッド（液体吐出記録ヘッド）へ供給するインクなどの液体（以下、単にインクと称する）を貯留するインクタンク（液体タンク）および、該インクタンクが搭載されるインクジェット記録装置（液体吐出記録装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット記録分野で使用されるインクタンクは、インクを吐出するための記録ヘッドに対してインク供給を良好に行うために、インクタンク内に貯溜されているインクの保持力を調整するための構成を有している。このインクの保持力は、記録ヘッドのインク吐出部の圧力を大気に対して負とするためのものであることから、負圧、と呼ばれている。
【０００３】
この保持力を簡便に発生させる手段として、ポリウレタンフォーム等の多孔質体にインクを含浸させる方法がよく知られている。このような方法を用いることによって、図２０（ａ）に示す一例のインクタンク１０１のように、筐体内に多孔質体からなるインク吸収体１１１を収容し、このインク吸収体１１１にインクを保持させた簡素な構成のインクタンクが得られる。
【０００４】
図２０を参照して、この一例のインクタンク１０１についてもう少し詳細に説明する。インクタンク１０１の筐体は、ケース１０２とその開口面を閉じる蓋１０３によって構成され、筐体内の空間には、インクを保持し、また記録ヘッドへ供給するインクに対し負圧を作用させる働きをするインク吸収体１１１が収容されている。インク吸収体１１１としては、多孔質体または発泡体の他、繊維交絡体を用いることが知られており、その空隙部にインクが充填され、それによってインクに対して毛管力を作用させ、その毛管力がインクに対する保持力として利用されている。
【０００５】
ケース１０２の底部には、外部へインクを供給するための開口であるインク供給口１１０が形成されている。また、ケース１０２の底部には、インク供給口１１０に通じる筒状部１１３が形成され、この筒状部１１３内には、インク供給を安定的に行うために、インク吸収体１１１より毛管力が強く、かつ物理的強度の強いインク導出部材１１２が設けられている。
【０００６】
蓋１０３には、インクタンク１０１をインクジェット記録装置に装着し、また取り外す操作を容易にするために把手部形成部材１５０が取り付けられている。そして、この把手部形成部材１５０には、蓋１０３に設けられた大気連通口１０８ａを介して、大気と筐体内を連通させるための大気連通口１０８ｂが形成されている。また、蓋１０３の内面側には、突起またはリブ１２４が形成され、このリブ１２４がインク吸収体１１１の上面に当接することによって、大気連通口１０８ａの形成部下面に、インク吸収体１１１が存在しない空間１２５が確保されている。この空間１２５は、大気連通口１０８ａからのインク漏れを防止する働きをするバッファ空間として機能する。
【０００７】
このインクタンク１０１は、図２０（ｂ），２０（ｃ）に示すように、インクジェット記録時の主走査を行うキャリッジ上に搭載された記録ヘッド部１０２に対して、着脱自在に装着されて用いられる。このために、キャリッジには、インクタンク１０１を着脱自在に支持する部分が設けられ、この部分はタンクホルダ１５４と呼ばれている。
【０００８】
このタンクホルダ１５４には、記録ヘッド部１０２とインクタンク１０１のインク供給口１１１の部分に配置されたインク導出部材１１２とを接続するための供給管１５２が設けられている。供給管１５２の先端には、フィルタ１５３が配置され、また、タンクホルダ１５４の、インク供給口１１１の周囲と接触する部分には、インクが漏れないように密封接続するためのシール部材１５１が設けられている。
【０００９】
インクタンク１０１は、図２０（ｂ）に示すように、回動させながらタンクホルダ１５４内に挿入され、図２０（ｃ）に示すように固定される。なお、位置決めや安定した固定のために、インクタンク１０１とタンクホルダ１５４には、互いに係合する係合部が設けられているが、図示を省略している。
【００１０】
図から分かるように、装着の際、インクタンク１０１底部に設けられたインク導出部材１１２は、供給管１５２によってインク吸収体１１１側に押し上げられるようになっている。その結果、インク吸収体１１１は、インク導出部材１１２の近傍の部分で少し圧縮される。その圧縮によって、インク吸収体１１１の圧縮された部分の毛管力が高まり、この部分にインクが集まりやすくなる。したがって、供給側へエアを巻き込まず安定したインク供給が可能となり、また、インクがインク吸収体１１１内に取り残されるのを低減し、すなわちインクの使い切り性を向上させることができるようになっている。
【００１１】
こうした形態のインクタンクが装着されるプリンタには、稀な例ではあるが、図２１（ａ）に示すように、高さが比較的低くなるように置いた状態（平置き）でも、図２１（ｂ）に示すように、幅が比較的狭くなるように置いた状態（縦置き）でも使用できるものが実用に供されている。図２１には、このプリンタにおいて、キャリッジガイドシャフト９５２に沿って往復移動可能に支持されたキャリッジに装着されたインクタンク９５１を模式的に示しており、この図から分かるように、インクタンク９５１は、平置きにした場合と縦置きにした場合とで、９０°異なる姿勢で使用されることになる。すなわち、例えば、図２０に示すインクタンク１０１を装着した場合、平置きの時には、図２０（ａ）に示すように、インク供給口１１０が下方、大気連通口１０８ａが上方に位置する姿勢で使用され、一方、横置きの時には、図２０（ｄ）に示すように、インク供給口１１０と大気連通口１０８ａが横を向いた状態で使用される。
【００１２】
インク吸収体１１１の毛管力によって負圧を発生する構成のインクタンク１０１では、プリンタの平置き、あるいは横置きの、両方の姿勢での負圧、および初期から使いきりまでの負圧の変化に多少の差はあるが、その負圧発生原理がゆえに、上記のように９０°異なる姿勢で使用しても、負圧を作用させながらインクを供給することが可能である。また、インクタンク１０１を搭載する、使用時姿勢が一通りのプリンタとしては、図２０（ａ）に示すように、インクタンク１０１を、インクが重力方向に消費されていく姿勢で装着するように構成されるものが一般的であるが、インクタンク１０１を、始めから、図２０（ｄ）に示す姿勢で装着するように構成されたものも実用化されている。
【００１３】
一方、本出願人は、特許文献１において、上述のようなインクタンクに対して、インク吸収体を利用することによって負圧を伴ったインク供給を可能としつつ、インクの収容効率やインクの使用効率を高くすることができる、信頼性にも優れた簡便なインクタンクを提案している。
【００１４】
図２２に、このような構成のインクタンク２０１の概略断面構成図を示す。このインクタンク２０１の内部は、連通部２０９を有する隔壁２１４によって２つの区画に仕切られている。一方の区画は、隔壁２１４の連通部２０９を除いて実質的に密閉されるとともに、インク２１５を直接収容するインク収容室２２７となっている。他方の区画は、インク吸収体２３２を収容するインク吸収体収容室２２８となっている。このインク吸収体収容室２２８を形成する壁面には、インク消費に伴ってインクタンク１０１内へ大気を導入するための大気連通口２０８と、記録ヘッド部（不図示）へインクを供給するためのインク供給口２１０とが形成されている。
【００１５】
図示の例では、連通部２０９には、インク吸収体室２２８側において、連通部２０９の貫通孔の上端から上方に延びる大気導入溝２５０が形成されている。この大気導入溝２５０は、インク収容室２２７側への大気導入を促進する働きをする。また、インクタンク２０１の筐体の、大気連通口２０８近傍にはリブ１２４によってインク吸収体２３２がない空間（バッファ室）２２５が確保されている。
【００１６】
なお、図２２では、インク吸収体２３２の、インク２１５を保持している領域を斜線部、で示している。すなわち、インク吸収体２１５には、毛管力を発生可能な空隙が形成されており、インク吸収体２１５の下方の部分では、空隙内にインク２１５が充填され、上方の部分では、空隙内が主として大気で満たされており、これらの部分の境界として気液界面２２３が形成されている。また、図２２において、インク２１５が直接貯留されている領域は網線部で示されている。
【００１７】
上述の構造では、不図示の記録ヘッドにより負圧発生部材２３２のインク２１５が消費されていくと、気液界面２２３は、やがて図２２（ａ）に示すように、連通部２０９の上端、すなわち大気導入溝２５０の上端とインク吸収体２３２の当接した線２５１の位置に達する。この状態からさらにインク２１５が消費されると、以後のインク消費に伴って大気連通口２０８からインク吸収体収容室２２８に導入された大気が、隔壁２１４の連通部２０９を通じてインク収容室２２７に入る。これに替わって、インク２１５がインク収容室２２７から隔壁２１４に設けられた大気導入溝２５０および連通部２０９を介してインク吸収体収容室２２８内のインク吸収体２３２に充填される。この一連の動作を、以下では、気液交換動作と称する。
【００１８】
この気液交換動作が行われるために、記録ヘッドによりインクが消費されても、インク吸収体２３２には、その消費量に応じてインクが充填され、インク吸収体２３２は一定量のインクを保持した状態に保たれる（気液界面２２３の位置が維持される）。それによって、インク吸収体２３２は、記録ヘッドに対する負圧をほぼ一定に保ち、すなわち記録ヘッドへの安定したインク供給が保障される。
【００１９】
このような小型化と高使用効率とを実現可能なインクタンクは、本出願人により製品化されており、現在も実用に供されている。この際、このようなインクタンク２０１は、所定の気液交換動作が行われるようにするために、決められた姿勢（プリンタ設置場所の多少の傾斜を含む）でのみ使用可能である。
【００２０】
また、本出願人は、特許文献２において、上述のようなインクタンクの負圧発生部材として、熱可塑性を有するオレフィン系樹脂からなる繊維を用いたインクタンクを提案している。このインクタンクはインクの貯蔵安定性に優れるとともに、インクタンク筐体と繊維体材料とが同種の材料からなるためリサイクル性にも優れている。
【特許文献１】特許第２９５１８１８号公報
【特許文献２】特開平８−２０１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
近年、インクジェット記録技術は大きな進歩を遂げ、記録画素密度の向上と記録液滴の微細化によって写真に匹敵する画質の出力を手軽に得られるようになってきた。また、そうした一方で、記録ヘッドの寿命は、プリンタの寿命と同等程度に延びてきており、プリンタの寿命がくる前に記録ヘッドを交換する必要性はなくなりつつある。したがって、ユーザーはインクタンクと紙のみを補充していけば、プリント出力を継続して得られるようになってきている。
【００２２】
しかしながら、従来のプリンタでは、プリンタのシリーズが異なると、実際に使用するインクがまったく同じ場合であっても、プリンタや記録ヘッド部とともに異なった構成、形態のインクタンクを用いる必要があるのが一般的であった。これは、魅力あるプリンタを提供したいと考えるメーカーにおいては、他の機構の配置スペースを大きく制限することなく、所定の空間内に収めることができるインクタンク形状が、プリンタ各機種によってまちまちであることが一因である。それに加え、インクタンクを、決められた姿勢で使用する必要があることも、インクタンクの構成をプリンタの機種毎に変える必要性を生じさせる一因となっている。すなわち、従来、インクタンクは、基本的に、決められた姿勢以外では、所望の供給性能やインクの使い切り性、各種信頼性（特に使用環境の変化に伴うインク漏れに対する信頼性）を決められた姿勢における性能とほぼ同一に維持することができる技術が存在していない。その結果、インクタンクを配置するスペース自体の大きさは同程度であっても、例えば、図２０に示す縦長のインクタンク１０１に対して、図２３（ａ）に示すような、縦方向の長さの短いインクタンクが必要になったり、図２３（ｂ），（ｃ）に示すように、インクを直接貯留するインク収容室を有するインクタンクにおいても、縦長のものと横長のものが必要になったりし、これらのインクタンクには互換性がない。
【００２３】
このような状況は、ユーザーの立場から見ると、非常に不便に感じるものである。すなわち、「プリンタを買い換えたが、今まで使用していた、まだインクが残っているインクタンクを無駄にしないで引き続き使いたい」、あるいは、「自宅や会社で、機種の異なるプリンタを複数台使用しているが、予備のインクタンクを複数揃えておかねばならず、場所も手間もお金もかかる。まして各色揃えるとなったら大変である。できれば、インクタンクを複数のプリンタに共通して使用できるようにし、予備のインクタンクを１セット準備しておけば、複数のプリンタに対して、インクタンクの交換が可能となるようにして欲しい」といった要望があった。（第１の課題）
また、前述のように、図２０に示すような、インク吸収体の空隙部のみをインク収容に用いる構成のインクタンクでは、こうした異なった形態のプリンタにおいて、異なった姿勢で装着して使用可能とすることもできるが、このようなインクタンクは、図２２に示すような、インクを直接貯留するインク収容室を有するインクタンクに比べて、インクの収容効率やインクの使用効率の面で不利である。そこで、異なる姿勢での使用が可能でありながら、簡便な構成を有し、インクの収容効率やインクの使用効率が高く、物流時あるいは開封後使用時あるいはまた開封後プリンタから抜き去った場合における信頼性も高いインクタンクが求められている。（第２の課題）
さらには、インク供給性能の面で、以下のような課題もあった。
【００２４】
すなわち、近年、インクジェット記録装置においては、記録速度の高速化が進み、それに伴って、インクタンクからインクジェットヘッドへの単位時間当たりのインク供給量が増える傾向にある。これによって、図２０に示すようなインクタンク１０１において、インクの供給量が、このインクタンク１０１に対して想定されているのよりも増大した場合、インク吸収体２３２内をインクが通過する際に生じる流抵抗が飛躍的に増大し、フィルタ１５３で生じる流抵抗の増大とあいまって、記録ヘッドにおける負圧が高くなってしまい、正常な吐出が困難となる場合があった。
【００２５】
また、図２２に示すインクタンク２０１を使用する場合、インク供給量が、インクタンク２０１に対して想定されているよりも増えた場合、それに見合った空気の、インク収容室２２７への導入が追いつかず、そのために、インク吸収体２３２内の気液界面２２３が低下し、やはり、記録ヘッドにおける負圧に変動が生じる。さらにインク供給量が増えれば、インク収容室２２７内にインクが残っているにも拘わらず、インク供給が途絶え、すなわちインク切れが発生する。
【００２６】
従来のインクタンク２０１における、このようなインク切れのメカニズムについて、図２２を参照してさらに詳細に説明する。従来のインクジェット記録装置におけるように、インクタンク２０１からのインク供給量が想定内の、比較的少ない量である場合、前述したように、インク吸収体２３２における気液界面２２３は、気液交換動作によって、図２２（ａ）に示す、大気導入溝２５０の上端とインク吸収体２３２の当接した線２５１の位置に保たれる。これは、この際、インク収容室２２７から導出されるインク量とそれに伴ってインク収容室２２７へ導入される空気の量が釣り合っているためである。
【００２７】
これに対して、インク供給量が想定以上に増大した場合、図２２（ｂ）に示すように、気液界面２２３が低下する。これは、インク供給量に見合う、インク収容室２２７への空気の導入が追いつかないためである。すなわち、インク収容室２２７側からは、空気の導入に伴って、その空気量に見合うインクがインク吸収体２２３に補充されるが、インク供給量は、この補充量を上回っているので、その上回っている分だけインク吸収体２３２内に保持されたインクで補って供給が行なわれ、インク吸収体２３２内に保持されたインクの量が減っていき、気液界面２２３が低下する（動作Ａ）。
【００２８】
この気液界面２２３の低下に伴って、インク吸収体２３２の、大気導入溝２５０に当接している部分の内、気液界面２２３より上方に位置し、したがって空隙の大部分に大気が充填されている領域の面積が垂直方向に広がる。この領域は、インク吸収体２３２からインク収容室２２７内へと空気が通ることが可能な気体導入面として働き、この気体導入面が、気液界面２２３が連通部２０９の上端の位置にある時の、線２５１の一部あるいは全域の状態から垂直方向に広がることによって、単位時間当たりにインク収容室２２７内へ導入される空気の量が増える（動作Ｂ）。その結果、動作Ａと動作Ｂとの兼ね合いで、気液界面２２３の低下は、それによって気体導入面が広がり、単位時間当たりにインク収容室２２７内へ導入される空気の量が増え、その空気量が、インク供給量と等しくなった位置で止まり、以後は、インク供給が継続される間、気液界面２２３はこの位置に維持された状態になる。その後、インク供給量が低下してきた場合、あるいはインク供給が停止した場合には、気液界面２２３は図２２（ａ）に示す定常時の位置に徐々に復帰していく。
【００２９】
この際、気液界面２２３が低下すると、それによって、記録ヘッド部における負圧の増大も引き起こされ、インクジェット記録ヘッドからのインク吐出条件が変化し、記録動作の乱れなどが引き起こされる恐れがある。また、インク供給量が、従来の３倍や５倍、あるいは１０倍（１０〜２０ｍｌ／ｍｉｎ）といった程度にまで増大した場合には、気液界面２２３が低下しても、インク収容室２２７への空気導入量がインク供給量とバランスせず、図２２（ｃ）に示すように、気液界面２２３がインク供給口１１０にまで達し、インク収容室にインクが収容されているにもかかわらず、インクが供給できなくなり、インク切れという現象が引き起こされる恐れがある。
【００３０】
そこで、従来の構成において、今後、インク供給量が増えてきたとしても、このような気液界面２２３の低下やインク切れが生じないようにするには、インクタンクを大きなものとして気体導入面を大きくする必要が生じることになる。しかし、そのためには、記録装置に、より大きな装着スペースを設ける必要があるなどの問題があり、したがって、インクタンクの大きさを変えることなく、より高い供給性能を有するインクタンクの提供が望まれている。（第３の課題）
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装着姿勢が異なっても、すなわちインクタンクの動作姿勢が異なっても、安定したインク供給性能や高い信頼性を保ち（第１の課題）、しかも簡素な構成でインクの収容効率や使用効率が高く（第２の課題）、さらにはより高速化したインクジェット記録に対応可能な、従来得られなかった高いインク供給性能を実現できる（インク切れを起こさず、また流抵抗の増大を抑制し安定したインク供給を行える）（第３の課題）、液体タンク、およびそれが搭載される液体吐出記録装置を提供することにある。
【００３１】
なお、気液交換時に液体収容室へ空気を導入する部分を、気体導入面と定義したが、この気体導入面が垂直方向に広がりながらインク供給性を高めるように動作することは、本出願人らが前記課題を解決するために検討する過程で初めて明らかにしたことであることを付け加えておく。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上述の目的を達成するため、本発明の液体タンクは、液体吐出記録ヘッドに供給する液体を保持する液体タンクにおいて、液体吐出記録ヘッドに液体を供給するための液体供給口と、大気連通口とが形成され、液体を吸収して保持する負圧発生部材を収容している負圧発生部材収容室と、液体を直接保持する液体収容室とを有し、負圧発生部材収容室と液体収容室とは、両者を連通させる連通部が形成された隔壁によって仕切られ、液体収容室は連通部を除いて実質的に密閉されており、負圧発生部材は、連通部から流入する液体に接する面として、少なくとも、互いに所定の角度をなす２つの面を有する形状になっていることを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、液体タンクを２つの使用姿勢で用いる際、各姿勢において、負圧発生部材の、連通部から流入する液体に接する、互いに所定の角度をなす２つの面のいずれかを、気液交換動作において、液体収容室に空気を導入する気体導入面として機能させることができる。
【００３４】
本発明の液体タンクの製造方法は、液体吐出記録ヘッドへ液体を供給する供給口および、大気と連通する大気連通口を有し、液体を吸収保持する負圧発生部材を収容した負圧発生部材収容室と、負圧発生部材収容室と連通し、この連通部を除き実質的に密閉された、液体を収容する液体収容室と、連通部を除いて負圧発生部材収容室と液体収容室とを仕切る仕切り壁と、を備えた液体タンクの製造方法において、負圧発生部材の連通部に対応している部分に、液体収納容器の９０度異なる２つの使用姿勢においてそれぞれ水平となる２つの面を設ける工程と、２つの面を設けられた負圧発生部材を液体タンクの負圧発生部材収容室に挿入する工程と、液体収納容器の前記２つの使用姿勢それぞれにおいて、２つの面のうち、水平となる面より少なくとも上方に位置する負圧発生部材から下方に位置する負圧発生部材に至るまでの領域に、液体を充填して保持させる工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、液体収容室と負圧発生部材収容室を有し、したがって、簡素な構成でありながら収容効率や使用効率を高くすることが可能な液体タンクにおいて、２つの使用姿勢の各々において、負圧発生部材の、連通部から流入する液体に接する、互いに所定の角度をなす２つの面のいずれかを、気液交換動作において、液体収容室に空気を導入する気体導入面として機能させ、それによって、両姿勢で良好なインク供給動作を可能とすることができる。また、この液体タンクにおいて、液体収容室に空気を導入する気体導入面として機能する面は、使用時姿勢において、実質的に水平に位置するようにすることができ、それによって、気液交換動作時の、液体収容室内への気体導入の効率を向上させ、安定した大容量のインク供給を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明の、記録ヘッドへ供給する液体として、以下の実施形態ではインクを例にとって説明を行っているが、適用可能な液体としてはインクに限ることなく、例えばインクジェット記録分野にあっては、記録媒体に対する処理液などを含むことは言うまでもない。また、インクタンクの各断面図において、インク吸収体、すなわち負圧発生部材の、インクを保持している領域は斜線部で、インクが空間内に直接貯留されている領域は網線部で示している。また、インクタンクの各断面図は、静的な状態を示しているもののみではなく、負圧発生部材内のインクの消費が進み、インク収容室からインクを消費している（気液交換している）状態を示したものも含んでいる。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態のインクタンク１の概略断面図である、このインクタンク１は、幅方向に薄い偏平な形状を有しており、図１は、幅方向に垂直な面で切断した断面図である。このように幅方向に薄い偏平な形状のインクタンク１は、複数色のインクを収容した複数のインクタンク１を幅方向に配列して記録装置のキャリッジに搭載するのに適している。また、図１から分かるように、このインクタンク１では、幅方向に垂直な断面の形状が、縦横の大きさに比較的大きな差がある矩形状となっている。そして、このインクタンク１は、以下の説明から明らかになるように、図１（ａ）に示す、水平方向に長く、高さが低くなるように配置した状態（横姿勢、あるいは標準姿勢とも呼ぶ）としても、図１（ｂ）に示す、高さが高く、水平方向に短くなるように配置した、横姿勢に対して９０°回転させた状態（縦姿勢）としても、良好なインク供給動作が可能な構成を有している。
（インクタンクの構成）
まず、インクタンク１の構成について詳細に説明する。なお、ここでは、便宜上、標準姿勢とした状態を基準として「上下」などの語を説明に用いる。
【００３７】
インクタンク１の筐体は、ケース２と、その上面の開口を覆う蓋３によって構成されている。インクタンク１内は、内部に毛管力の異なる２つの負圧発生部材１１ａ（毛管力弱い）、１１ｂ（毛管力強い）がそれぞれ上側、下側に積層されて収容された負圧発生部材収容室２６と、液体のインク１５を直接貯留して収容するインク収容室（液体収容室）２７とに、隔壁１４によって仕切られている。隔壁１４には、インクタンク１の底部付近に、負圧発生部材収容室２６とインク収容室２７を連通させる連通部９が形成されている。２つの負圧発生部材１１ａ，１１ｂの当接面４１は、連通部９の上端より上方に位置している。隔壁１４は、負圧発生部材収容室２６とインク収容室２７を仕切るように鉛直下方に延びる垂直部１４ａと、垂直部１４ａの下端において、負圧発生部材収容室２６側に水平に突出するように延びている水平部１４ｂを有し、全体としてＬ字状になっている。この水平部１４ｂの下面と、インクタンク１５の底面との間が連通部９となっている。
【００３８】
インク収容室２７は、連通部９を除いて実質的に密閉されている。一方、負圧発生部材収容室２６は、上部で大気連通口８を介して大気に連通し、記録装置（不図示）に装着した時、奥側となる側面（図１（ａ）の左側面）でインク供給口（液体供給口）１０に連通している。負圧発生部材収容室２６内において、大気連通口８の周囲には、蓋３に形成されたリブ２４が、圧縮状態で収容された負圧発生部材１１ａの上面と当接することによって、負圧発生部材１１ａの存在しないバッファ室２５が確保されている。インク供給口１０は、負圧発生部材１１ｂが存在する高さ範囲内に位置しており、負圧発生部材１１ｂとインク供給口１０の間には、負圧発生部材１１ｂよりさらに毛管力が強く、かつ物理的強度の強いインク導出部材１２が配置されている。このインク導出部材１２は、負圧発生部材収容室２６の壁面および負圧発生部材１１ｂと圧接するとともに、インク収容室２７に収容されるインク１５に直接接するように配置され、すなわち、インクタンク１の底面に沿って、連通部９側に延びる部分を有している。
【００３９】
本実施形態において、負圧発生部材１１ｂは、従来技術として示した図２２とは大きく異なる外形を有している。すなわち、負圧発生部材１１ｂの、連通部９側の面の下部は、隔壁１４の垂直部１４ａの、負圧発生部材収容室２６側の内面位置より後退して、負圧発生部材収容室２６内に入り込んでおり、入り込んだ部分より上の部分が、隔壁１４まで延びる張り出し部１１ｃとなっている。この張り出し部１１ｃの、隔壁１４側の先端には、隔壁１４の垂直部１４ａに沿って下方に、隔壁１４の水平部１４ｂの上面まで延びる垂れ下がり部１１ｄが形成されている。したがって、負圧発生部材１１ｂは、連通部９に通じる部分で、全体としてコの字状になっており、負圧発生部材収容室２６内には、負圧発生部材１１ｂの、このコの字状になった部分と、連通部９とによって囲まれる部分が、インク収容室２７内のインク１５が直接流入可能な空間５ａとなっている。
【００４０】
この空間５ａの部分において、インクタンク１の底部には、インクタンク１の外面に面する面と、空間５ａ内に面する面を有する反射プリズム１３ａが配置されている。反射プリズム１３ａは、空間５ａ内に面する面にインク１５が接しているか否かによって、外部から入射される光の反射量が変化するのを利用して、インク１５の残量を検知するのに用いられる部材である。空間５ａの下部領域は、図１（ａ）、（ｂ）から理解されるように、横姿勢においても縦姿勢においても、負圧発生部材１１ａ，１１ｂ、またはインク導出部材１２に吸収されることなく直接貯留された状態のインク１５の底部に位置する。そこで、この空間５ａの部分に配置された反射プリズム１３ａを利用することによって、横姿勢の場合にも縦姿勢の場合にも、直接収容された状態のインク１５がほぼ無くなったのを適切に検知することができる。
【００４１】
本実施形態において、負圧発生部材１１ａの張り出し部１１ｃの下面は水平に延び、垂れ下がり部１１ｄの、負圧発生部材収容室２６側に面する側面は、垂直に延びている。これらの面は、後述するように、それぞれ横姿勢、縦姿勢でのインクタンク１の使用時、気液交換動作の際に、インク収容室２７内に気体を導入する第１の気体導入面２０ａ、第２の気体導入面２０ｂとして機能する。
（負圧発生部材の材質）
ここで負圧発生部材１１ａ，１１ｂの材質に触れておく。材質としては、発泡ポリウレタン等の多孔質体や繊維材料等からなる様々な毛管体を用いることができる。繊維材料を用いれば、ウレタン等の多孔質体等に比べ、材料の選択自由度が大きいので、よりインク接液性に優れた材料を選択することができ、インクの接液安定性に優れたインクタンクを提供できる。また、繊維材料に熱可塑性の樹脂やインクタンク本体と同材質の材料を選択することで、リサイクル性にも優れたインクタンクを提供できる。この他、繊維材料として融点の異なる２種類の材料を用いた芯鞘構成の繊維材料を選択することで、繊維同士の交点を確実に熱接着により固定できるので、インク保持力(毛管力)が安定し、インク保持特性、すなわち負圧特性の安定したインクタンクを提供することができる。本実施形態では、負圧発生部材１１ａ，１１ｂとして、芯部がポリプロピレン、鞘部がポリエチレンからなるオレフィン系樹脂からなる繊維材料を、方向性を揃え、熱成形したものを使用している。これは、ポリプロピレンとポリエチレンの融点の違いを利用し、熱成形する時の温度を、融点の低い材料の融点と融点の高い材料の融点との間に設定する（例えばポリエチレンの融点より高く、ポリプロピレンの融点より低く設定する）ことで、融点の低い繊維材料を接着剤として利用することができ、繊維同士の交点を、相対的に融点の低い鞘部のポリエチレンを溶融させ固定することが容易にでき、本発明におけるような優れた特性のインクタンクを上で好都合であるので好ましい構成である。
（横姿勢におけるインク供給動作）
続いて、図２〜４を用いて横姿勢（標準姿勢）におけるインク供給動作を説明する。
【００４２】
図２（ａ）は、インク収容室２７および負圧発生部材１１ａ，１１ｂ、インク導出部材１２にインク１５が充填された、インクタンク１の使用開始前の状態を示している。インク１５は、負圧発生部材１１ａ内において、気液界面２３ａで示す液面高さまで充填されており、それより上部の領域１１ｅは、インク１５を保持しない負圧発生部材領域となっている。インク供給口１０を介して記録ヘッド（不図示）へのインク供給を続けていくと、液面高さは低くなっていく。この際、負圧発生部材１１ａ，１１ｂの毛管力の差のために、気液界面は、図２（ｂ）に符号２３ｂで示すように、一旦、負圧発生部材１１ａと１１ｂの当接面４１に沿って水平な状態になる。その後、さらにインク供給が行われると、気液界面は、やがて、図２（ｃ）に符号２３ｃで示すように、負圧発生部材１１ｂの張り出し部１１ｃの底面、すなわち第１の気体導入面２０ａの位置の直ぐ上の高さとなる。
【００４３】
この状態よりわずかにインク供給が行われると、気液界面が低下し、ほぼ水平な第１の気体導入面２０ａのメニスカスが破られ、図３（ａ）に示すように、インク収容室２７へ大気が取り込まれるとともに、替わりにインク収容室２７内のインク１５が連通部９および空間５ａを介して、負圧発生部材１１ｂに充填される（動作Ｃ）。充填されたインクは、インク導出部材１２およびインク供給口１０を介して記録ヘッドへ供給されるとともに、わずかなインク１５が、第１の気体導入面２０aにおいてメニスカスを再形成し、大気の導入を停止する（動作Ｄ）。したがって、インク供給が行われても、インク収容室２７にインク１５が存在する限り、動作Ｃと動作Ｄが小刻みに繰り返され、負圧発生部材収容室２６における気液界面は図３（ａ）に２３ｄで示す位置からがほとんど変化することなく、その結果、供給されるインク１５には負圧発生部材１１ｂによってほぼ一定の負圧力が作用し、安定した記録ヘッドへのインク供給が可能となる。
【００４４】
図３（ｂ）は、このようにしてインク１５が消費されていき、インク収容室２７のインク１５の液面高さが、第１の気体導入面２０ａより低くなった状態を示している。この状態では、第１の気体導入面２０ａの下方は空気となっているため、図３（ａ）に示したようなインク１５中を立ち上る気泡は観察されないが、気液交換動作は問題なく行われる。
【００４５】
そしてまた、本発明にとって重要なポイントは、液体収容室２７内のインク液面高さが気体導入面２０ａより下方に位置するようにインクの消費が進んでいたとしても（図３（ｂ）参照）、負圧発生部材１１ｂを介して気体導入面２０ａにインクが速やかに達し、破壊（気液交換の気体導入路が開状態）状態となっていた気体導入面２０ａのメニスカスが速やかに再生（気液交換の気体導入路が閉状態）される点である。特に、所定の毛管力を発生する繊維交絡体、特にポリエチレンやポリプロピレンに代表されるポリオレフィン樹脂を素材とした繊維交絡体は、同じ毛管力を発生する発泡体に比し、吸収速度が速いため、より好適である。
【００４６】
さらにインク供給を続け、インク収容室２７内のインクがほぼなくなると、底部に配置された反射プリズム１３によってインク収容室２７が空になったことが検出される。以後、供給可能な最大インク量は、ほぼ、負圧発生部材１１ｂの、２３ｄで示す気液界面より下の領域に保持されたインク量となる。すなわち、図３（ｃ）に示すようにインク収容室２７が空になった後は、負圧発生部材１１ｂ、およびインク導出部材１２に保持されたインク１５が供給されていき、最終的に、図４のごとく、これらのインク１５もほぼ使い切るまで、インク供給を続けることが可能である。
（縦姿勢におけるインク供給動作）
続いて、図５〜８を用いて縦姿勢におけるインク供給動作を説明する。
【００４７】
図５は、図２（ａ）に示す横姿勢の場合と同量のインク１５が収容された同一のインクタンク１の使用開始前の状態を示している。縦姿勢にした場合でも、負圧発生部材１１ａ，１１ｂの毛管力の差のために、インク１５は負圧発生部材１１ｂ側全体を満たし、負圧発生部材１１ａ内に、２３ｐで示すように気液界面が形成される。すなわち、負圧発生部材１１ａの、２３ｐで示す気液界面より上部の領域１１ｅは、インク１５を保持していない領域となっている。
【００４８】
インク供給口１０を介して記録ヘッド（不図示）へインク１５を供給していくと、負圧発生部材１１ａ内の気液界面が下がっていく。そして、負圧発生部材１１ｂの上端と負圧発生部材１１ａにおける気液界面との高さの差が、図６（ａ）に示すように、負圧発生部材１１ａと１１ｂの毛管力差に相当する水頭差Ｈになる、２３ｑで示す高さに、負圧発生部材１１ａにおける気液界面が下がるまでは、負圧発生部材１１ｂ側では気液界面が低下することなく、インク供給が行われる。
【００４９】
負圧発生部材１１ａにおける気液界面が、２３ｑで示す高さよりも低くなると、負圧発生部材１１ａ，１１ｂの両方において気液界面が下がっていく。この際、負圧発生部材１１ａと１１ｂの気液界面の高さの差は、上述の高さＨに保たれる。
【００５０】
そして、図６（ｂ）に示すように、負圧発生部材１１ｂにおける気液界面は、やがて、２３ｓで示すように、負圧発生部材１１ｂの垂れ下がり部１１ｄの、この縦姿勢での底面となる第２の気体導入面２０ｂの近傍に達する。この際、負圧発生部材１１ａにおける気液界面は、２３ｒで示す、２３ｓより高さＨだけ低い位置となっている。
【００５１】
この状態よりわずかにインク１５が供給されると、負圧発生部材１１ａ，１１ｂにおける気液界面が低下し、この縦姿勢においてほぼ水平な第２の気体導入面２０ｂのメニスカスが破られ、図７（ａ）に示すように、インク収容室２７へ大気が取り込まれるとともに、替わりにインク収容室２７内のインク１５が連通部９および空間５ａを介して、負圧発生部材１１ｂに充填される（動作Ｅ）。充填されたインク１５は、インク導出部材１２およびインク供給口１０を介して記録ヘッドへ供給されるとともに、わずかなインク１５が、第２の気体導入面２０ｂにおいてメニスカスを再形成し、大気の導入を停止する（動作Ｆ）。したがって、その後インク供給が継続されても、インク収容室２７にインク１５が存在する限り、動作Ｅと動作Ｆが小刻みに繰り返され、気液界面は、図７（ａ）に示す位置２３ｒおよび２３ｓからがほとんど変化することがない。この動作Ｅと動作Ｆの小刻みな繰り返しが行われるのは、横姿勢での動作Ｃと動作Ｄの小刻みな繰り返しと同様である。したがって、ほぼ一定の負圧を伴った安定した記録ヘッドへのインク供給が可能となっている。
【００５２】
図７（ｂ）は、さらにインク供給を続け、直接保持されているインク１５の液面が、第２の気体導入面２０ｂより低くなった状態を示している。この状態では、第２の気体導入面２０ｂの下方は空気となっているため、図７（ａ）に示したようなインク１５中を立ち上る気泡は観察されないが、気液交換動作は問題なく行われる。
【００５３】
この際、メニスカスの再形成が、前述したのと同様に行われる。すなわち、本発明にとって重要なポイントの１つは、液体収容室２７内のインク液面高さが気体導入面２０ｂより下方に位置するようにインクの消費が進んでいたとしても（図７（ｂ）参照）、負圧発生部材１１ｂの垂直面２０ａを介して気体導入面２０ｂにインクが速やかに達し、破壊（気液交換の気体導入路が開状態）状態となっていた気体導入面２０ｂのメニスカスが速やかに再生（気液交換の気体導入路が閉状態）される点である。特に、所定の毛管力を発生する繊維交絡体、特にポリエチレンやポリプロピレンに代表されるポリオレフィン樹脂を素材とした繊維交絡体は、同じ毛管力を発生する発泡体に比し、吸収速度が速いため、より好適である。
【００５４】
図７（ｂ）の状態を経て、インク供給をさらに続け、直接保持されたインク１５がほぼなくなると、この縦姿勢の場合においても、反射プリズム１３によって直接保持されたインク１５が無くなったことを検出することができる。以後、供給可能な最大インク量は、負圧発生部材１１ａの、２３ｒで示す高さより下の領域、および負圧発生部材１１ｂの、２３ｓで示す高さより下の領域に保持されたインク量となる。すなわち、図８（ａ）に示すように、直接保持されたインク１５が無くなった後は、負圧発生部材１１ａ，１１ｂ、およびインク導出部材１２に保持されたインク１５が供給されていき、最終的に、図８（ｂ）のごとく、これらのインク１５もほぼ使い切るまで、インク供給を続けることが可能である。
（高い供給性能）
続いて、本実施形態の構成が、インク供給量を増大させてもインク切れを起こさず、しかも流抵抗の増大を抑制するように作用するメカニズムについて説明する。
【００５５】
本実施形態の構成では、図３（ａ）および図７（ａ）を参照すれば分かるとおり、いずれの姿勢においても、気液交換時に大気導入をスイッチングするメニスカス形成面（気体導入面２０ａ，２０ｂ）は、インクタンクの使用時姿勢においてほぼ水平になっており、インク液面と略平行であることも意味しており、したがって、第１または第２の気体導入面２０ａまたは２０ｂ内のメニスカス力はほぼ一定である。このため、インク１５の供給に伴って気液界面が下がった際、図２２を参照して説明した従来の構成におけるように気液界面の低下にしたがって、気体導入面の面積が広がっていくのとは異なり、これらの第１、第２の気体導入面２０ａ，２０ｂにおいては、気液界面がさらに低下するのを待たずとも、次々とメニスカスが破壊し一気に広い面積の気体導入面か確保される。それによって、インク収容室２７内への空気の導入が効率的に行われるようにすることができ、その結果、負圧発生部材１１ｂ内の気液界面が、気体導入面２０ａ，２０ｂを大きく下回って下がるのを抑制することができる。したがって、負圧発生部材１１ｂによる発生負圧の変動を抑え、また、気液界面がインク供給口１０付近にまで達することによるインク切れを抑制することができる。
【００５６】
図２２を参照して説明した従来の構成と、本実施形態の構成との差についてさらに説明すると、従来の構成では、インク収容室への気体導入面が、垂直方向に、しかも毛管力が増大する方向に広がるのに対して、本実施形態の構成では第１または第２の気体導入面１1ａ，１１ｂはほぼ水平であり、その面における毛管力はほぼ均一である。このため、従来の構成において、本実施形態におけるのと同一面積の気体導入面が確保された状態で比べても、本実施形態における方が、効率的な気体導入が可能である。
【００５７】
このような本実施形態のインクタンク１について、大きさなどの条件を従来のものとほぼ同じにして実験を行った結果、本実施形態のインクタンク１によれば、従来の５倍から１０倍のインク供給量に対しても、インク切れを起こさずに供給が可能であった。より具体的には、幅８ｍｍのインクタンクにおいて、張り出し部１１ｃの長さを４ｍｍ程度、気体導入面２０ａの面積にして３０ｍｍ2程度とすれば、例えば１０倍の供給性能（１０ｍｌ／ｍｉｎ）でも十分に引き出せることが数々の検証実験の結果判明した。
（流抵抗低減効果）
本実施形態の構成によれば、さらに、気液交換にまつわる抵抗成分が従来に比べて大幅に減少し、そのために、インク供給時の流抵抗成分を、大流量のインク供給時にも、従来の低流量時並みに抑制することが可能であることも見出された。これを模式的に示したのが、図９である。
【００５８】
図９のグラフはインクジェット記録ヘッドへのインク供給時の記録ヘッド吐出口部における負圧を表したもので、縦軸にインク供給時の流抵抗を含めた動的負圧（全負圧）、横軸にインクタンクから供給されたインクの、トータル消費量をとっている。同図において、Ｐ0は、インクを供給していない状態での記録ヘッド部における負圧、すなわち静負圧を示している。この静負圧Ｐ0は、インク供給初期には、負圧発生部材における気液界面が下がっていくことによって、徐々に強くなっている。その後、気液交換動作によって負圧発生部材における気液界面が一定に保たれる間、静負圧Ｐ0は一定に保たれている。その後、直接保持されたインクがなくなり、負圧発生部材における気液界面が再び下がり始めることによって、静負圧は、再び徐々に強くなっている。
【００５９】
Ｐ1は、本実施形態のインクタンクを用いた場合の、インク供給中の、記録ヘッド部における負圧、すなわち全負圧を示しており、インクの流抵抗および気液交換にまつわる抵抗成分の分、Ｒ1だけ、静負圧Ｐ0よりも強くなっている。
【００６０】
Ｐ3は、従来の構成のインクタンクを用いた場合の全負圧を示している。図９に示す結果は、単位時間当たりのインク供給量を、従来よりも多くした場合のものであり、このため、従来の構成では、気液交換動作が開始された後も、負圧発生部材における気液界面が低下し、そのために、全負圧が引き続き次第に強くなっている。従来の構成では、最終的に気液界面がインク供給口にまで達し、インク供給が途絶え、インク切れ現象が引き起こされている。
【００６１】
Ｐ2は、従来の構成のインクタンクを用いた場合について、インク切れが引き起こされない程度にインク供給量を抑えたと仮定した場合の全負圧を示している。この場合における流抵抗成分Ｒ2に比べて、本実施形態の場合の流抵抗成分Ｒ1は、劇的に抑制されており、すなわち、従来のインクタンクよりも負圧の増大を抑制して高流量のインク供給量を実現できている。これは、前述した通り、本実施形態の構成のインクタンク１では、比較的大面積の気体導入面２０ａまたは２０ｂを一気に確保することができるので、従来のインクタンクのように、負圧発生部材内において気液界面が低下すること無く、しかも、この気体導入面全体において毛管力がほぼ均一であるので、インクの導出量に見合った大量の空気を、従来の構成におけるよりも抵抗を抑えて速やかにインク収容室内へ導入することができるためである。
【００６２】
なお、本実施形態において、インクタンク１を、使用途中で別の装着姿勢のプリンタに付け替えるなどして、装着姿勢を変える場合、姿勢変更に伴って、負圧発生部材１１ａ，１１b内でインクの移動（当然、気液界面も移動）やそれに伴う多少の気液交換が起こる可能性がある。しかし、両姿勢でのインク供給性能がほぼ同一になるように、気体導入面２０ａ，２０ｂの面積をほぼ揃えるなどの構成を設定しておけば、使用途中のどの段階において姿勢変更を行ったとしても、それによって信頼性が損なわれたり、インク供給性能が低下したりすることはない。
【００６３】
また、本実施形態では触れなかったが、負圧発生部材１１ａ，１１ｂおよびインク導出部材１２のそれぞれが、またそれらと、負圧発生部材収容室２６の、隔壁１４を含む内壁とが、確実に密着するように適宜リブ等を設けることは本発明に有効な補助手段である。また、空間５ａおよび張り出し部１１ｃ、垂れ下がり部１１ｄは、供給性能に十分なほぼ水平の気体導入面２０ａ，２０ｂを確保できるように構成すればよく、図示した構成に限定されるものではない。この際、気体導入面２０ａ，２０ｂより発生する気泡群の速やかなインク収容室２７への移動を妨げぬよう、構成するのも効果的である。すなわち、例えば、図４に示したように、隔壁１４の水平部１４ｂの、負圧発生部材収容室２６側の端面と、負圧発生部材１１ｂの垂れ下がり部１１ｄの、負圧発生部材収容室２６側の面、すなわち第２の気体導入面２０ｂの位置をＧ１だけずらしてもよく、この差Ｇ１はマイナス寸法からプラス寸法まで許容でき、適宜設定することができる。
（第２の実施形態）
図１０は、本発明の第２の実施形態のインクタンク１の概略断面図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ横姿勢と縦姿勢を示している。本実施形態のインクタンク１の基本構成は、第１の実施形態に示したものと同様であるが、隔壁１４の構成がやや異なっている。すなわち、第１の実施形態では、負圧発生部材１１ｂの垂れ下がり部１１ｄの、横姿勢での低面となる面１１ｆの下方にＬ字状に回り込むように、隔壁１４に水平部が設けられていたが、本実施形態では、この水平部が設けられていない。
【００６４】
図１１〜１３は、本実施形態のインクタンク１を横姿勢で使用した場合のインク供給動作を示している。詳細は省略するが、横姿勢でのインク供給動作は第１の実施形態と同様である。すなわち、インク１５が消費されていくにしたがって、負圧発生部材１１ａ内に気液界面が存在する状態（図１１（ａ））から気液界面が下がっていき、気液界面は、負圧発生部材１１ａ，１１ｂの当接面４１に一旦揃った（図１１（ｂ））後、第１の気体導入面２０ａ付近に達する（図１１（ｃ））。その後、さらにインク１５が消費されると、気液交換動作が行われ（図１２（ａ））、直接保持されたインク１５が無くなるまでの間、気液界面は、第１の気体導入面２０ａの位置に維持される（図１２（ｂ）、１２（ｃ））。その後、負圧発生部材１１ａ，１１ｂおよびインク導出部材１２内のインクが消費されて、インクタンク１のインク１５が使い切られる（図１３）。このような動作によって、第１の実施形態において説明したのと同様の効果が得られる。
【００６５】
縦姿勢の場合には、負圧発生部材１１ｂの垂れ下がり部１１ｄの、横姿勢での底面となる面１１ｆが、ほぼ水平の大面積の気体導入面２０ｂが気体導入面として作用し始めるのに先立って、ほぼ垂直な気体導入面として作用し始める。インク供給量が多い場合には、従来技術におけるように、このほぼ垂直な気体導入面として作用する面１１ｆからの、インク収容室２７への気体導入では間に合わず、負圧発生部材１１ｂ内での気液界面の低下が生じる。しかし、このようにして気液界面が第２の気体導入面２０ｂにまで達した後は、第１の実施形態におけるのと同様に、この第２の気体導入面２０ｂからの効率的な気体導入によって、気液界面のそれ以上の低下が抑えられ、したがって、大容量の安定したインク供給が可能となる本発明の効果が得られる。この際、気液界面が、負圧発生部材１１ｂ内で、第２の気体導入面２０ｂの位置まで下がる間、負圧の変動が生じることになるが、この変動は、負圧発生部材１１ｂの垂れ下がり部１１ｄの幅分の、僅かなものであり、また、気液交換動作が開始されてから、気液界面が第２の気体導入面２０ｂに達するまでのタイムラグも僅かであり、さほどの問題は生じない。また、従来技術のように、気液界面がどんどん低下し、供給負圧の安定性が得られないばかりか、インク切れ現象までも引き起こす、といった恐れもない。
【００６６】
したがって、本実施形態の構成によれば、第１の実施形態よりも構成を簡素なものとしつつ、第１の実施形態とほぼ同様の効果が得られる。
（縦横両姿勢の装着方法）
ここで、図１４を用いて、第１あるいは第２の実施の形態で説明したインクタンク１を装着する、インクジェット記録装置の搭載部の構成について説明する。
【００６７】
図１４（ａ）および（ｂ）は、インクジェット記録装置としての、奥行きの浅い縦置きプリンタへの搭載例を示した図である。詳細には図示していないが、このプリンタは、搬送される被記録媒体上で往復移動可能に支持されたキャリッジを有しており、インクタンク１は、このキャリッジ上に設けられたタンクホルダ５４に搭載される。
【００６８】
インクタンク１は、図１４（ａ），（ｂ）から分かるように、回動させられながら、タンクホルダ５４上に搭載される。インクタンク１の筐体外面とタンクホルダ５４には、互いに係合し、位置決めや安定した固定のために利用される不図示の係合部を設けることができる。タンクホルダ５４には、インクタンク１のインク供給口１０と接続される供給筒５２が設けられ、この供給筒５２は、インクを吐出して記録を行う機構であるインクジェット記録ヘッド部７０に通じている。供給筒５２の先端には、記録ヘッド部７０に気泡や異物が侵入するのを防止する働きをするフィルタ５３が配置されている。また、供給筒１５２の周囲には、インクタンク１のインク供給口１０の周囲の部分に当接して、インク漏れや空気の浸入を防ぐ働きをするシール部材５１が配置されている。また、タンクホルダ５４には、インクタンク１を装着した状態で、インクタンク１に設けられた反射プリズム１３に対面する位置に貫通穴６０が形成され、プリンタには、光を、この貫通穴６０を通して反射プリズム１３に入射させ、反射プリズム１３から反射された光量を検出する光照射・検出機構６１が設けられている。この光照射・検出機構６１の検出信号によって、インクタンク１内に直接保持されたインクがほぼ無くなったのを判定することができる。
【００６９】
図１４（ａ），（ｂ）に示す、奥行きの浅い縦置きプリンタの場合、図から理解されるように、インクタンク１は、プリンタ内に鉛直方向に比較的スペースを取りやすいのに合わせて、縦姿勢の状態で装着され使用される。一方、図１４(ｃ)は、高さの低い薄形の平置きプリンタへの搭載例を示した図であり、この場合、インクタンク１は、プリンタ内に水平方向に比較的スペースを取りやすいのに合わせて、横姿勢の状態で装着され使用される。図１４（ｃ）に示す例では、記録ヘッド部７０の配置も含めて、タンクホルダ５４は、図１４（ａ），（ｂ）に示すものと、向きが異なるのみで同じ構成を有している。したがって、縦置きプリンタと横置プリンタで、部品の共用化を図ることが可能になっている。この際、記録ヘッド部７０からのインク吐出方向が、図１４（ａ），（ｂ）の構成では下向きであるのに対して、図１４（ｃ）の構成では横向きとなっており、インク吐出条件は多少異なるが、インク供給については、ほぼ同様の負圧を伴ったインク供給を行えば、良好なインク吐出が可能である。したがって、本発明によれば、両方のプリンタにおいて同じインクタンク１を共通して利用可能であり、同時に、前述のようにインク収容室を兼ね備えインク収容効率が高く、安定したインク供給が可能となる効果も得られる。
【００７０】
なお、タンクホルダ５４側については、例えば、図１５に示すように、記録ヘッド部７０を、平置きプリンタの場合にも、下方に向かってインク吐出する構成とするなど、適宜変更が可能である。また、インクタンク１の、タンクホルダ５４への装着方法として、回動させながら装着する構成を示したが、これに限られることはなく、例えば、スライドさせて装着する構成としてもよいし、縦置きプリンタの場合と平置きプリンタの場合とで装着方法が異なる構成としてもよいのはもちろんである。
（第３の実施形態）
図１６は、本発明の第３の実施形態のインクタンク１の構成を示す断面図である。図１６（ａ）は、縦姿勢の状態、図１６（ｂ）は横姿勢の状態で気液交換動作が行われているのを示している。
【００７１】
本実施形態のインクタンク１は、第１の実施形態とインク供給口１０の位置が異なっており、横姿勢の状態での底面の、負圧発生部材１１ｂの直下となる位置に配置されている。それに伴って、インク導出部材１２は、横姿勢の状態における底面部分にのみ設けられている。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００７２】
本実施形態の構成でも、第１の実施形態と同様なインク供給動作が行われ、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７３】
なお、インク供給口１０は、インクタンク１の角部に斜めに配置してもよく、この場合、縦姿勢の場合にも、横姿勢の場合にも、インク供給口１０が４５°の角度で斜め下方を向くようにすることができる。
（第４の実施形態）
図１７は、本発明の第４の実施形態として、負圧発生部材とインク導出部材の構成のバリエーションを示している。すなわち、図１７（ａ）に示す構成では、インク導出部材が省略されている。図１７（ｂ）に示す構成では、負圧発生部材が、符号１１で示す１つのみとなっている。図１７（ｃ）に示す構成では、インク導出部材が省略され、かつ負圧発生部材が１つのみとなっている。これらの構成に比べて、上述の実施形態の構成は、気液界面を水平にする作用や、インクがインク供給口部分に導かれやすくする作用などの点で有利であるが、図１７（ａ）〜（ｃ）に示すような構成でも、縦姿勢、横姿勢のいずれの姿勢でも大容量のインクを安定して供給可能とする本発明の効果が得られる。
【００７４】
なお、特に図１７（ｃ）に示す構成において、記録装置に装着した際、インク供給口１０に接続される供給管がインクタンク１内に挿入されることによって、負圧発生部材１１が強く圧縮される構成とするのが望ましい。それによって、負圧発生部材１１の、インク供給口１０付近の部分での毛管力を高めて、インクがインク供給口１０側に効率的に集まるようにし、また、エアがインク供給口１０を通るのを抑制して、インク供給の安定化を図ることができる。この構成は、図１７（ａ），（ｂ）や第１、第２の実施形態の構成に適用しても有効な作用が得られる。また、図１７（ｂ）や（ｃ）のように、負圧発生部材１１を１つのみとする場合、ポリウレタンフォームなどの発泡体を用いることによって、両姿勢での性能差を出にくくすることができる。
（第５の実施形態）
図１８は、本発明の第５の実施形態を説明するインクタンク１の概略断面図である。本実施形態の構成では、負圧発生部材１１ｂの形状が第２の実施形態と異なっている。すなわち、第２の実施形態では、負圧発生部材１１ｂには、張り出し部１１ｃの先端に垂れ下がり部が形成され、全体としてコの字状になっていたが、本実施形態の構成では、この垂れ下がり部が省略され、負圧発生部材１１ｂは、全体としてＬ字状になっている。
【００７５】
この比較的シンプルな構成であっても、本発明の効果が得られる。すなわち、まず、図１９（ａ）に示す横姿勢の状態では、負圧発生部材１１ｃの、横姿勢の状態での底面である第１の気体導入面２０ａが、気液交換動作時に、空気をインク収容室２７に導入する働きをし、したがって、第１、第２の実施形態と同様のインク供給動作が得られる。一方、図１９（ｂ）に示す横姿勢の場合、負圧発生部材１１ａの根元の部分から、インクタンク１の壁面に向かって延びる面２０ｃが、第２の気体導入面として作用する。この第４の実施形態においては、この第２の気体導入面２０ｃは、インクタンク１の縦姿勢の状態において、ほぼ水平になっている。この第２の気体導入面２０ａは、第２の実施形態における第２の気体導入面が下向きであったの対して、上向きであるという違いがあるが、気液交換動作において、気体をインク収容室２７側へ導入する動作原理自体は、第２の実施形態と何ら変わることはない。
【００７６】
したがって、本実施形態においても、第１、第２の実施形態と同様に、気液交換動作において、各姿勢においてほぼ水平に位置する気体導入面２０ａ，２０ｃの作用によって、気体が効率的にインク収容室２７に導入され、それによって負圧発生部材１１ｂにおける気液界面の低下を抑制し、縦姿勢、横姿勢のいずれの姿勢でも大容量のインクを安定して供給可能とする本発明の効果が得られる。
【００７７】
ただし、本実施形態においても、縦姿勢の場合、気液交換動作の開始時には、第１の気体導入面２０ａが垂直な大気導入面として作用し始めることに注意する必要がある。したがって、インク供給量が比較的大容量の場合、負圧発生部材１１ａ，１１ｂ内における気液界面は、気液交換動作が開始さら始める際の位置２３ｒ−１，２３ｓ−１に対して、位置２３ｒ−２、２３ｓ−２までの低下を生じ、その後、第２の気体導入面２０ｃの作用によって、気液界面はこの位置に安定して維持される。この際、気液交換動作開始後に、負圧発生部材１１ａ，１１ｂ内において気液界面が低下する間、第２の気体導入面２０ｃの作用による安定した気液交換動作が開始されるまでの間に、僅かではあるが、負圧の変動とタイムラグが生じることを考慮して、これらが大きくならないように、負圧発生部材１１ｂの張り出し部１１ｃの長さ（図１１（ｂ）に示す縦姿勢における高さ）を適正に設定することが好ましい。
【００７８】
なお、以上の各実施形態では、負圧発生部材収容室２６とインク収容室２７との並び方向に長い形状のインクタンク１を示した。この構成は、奥行きの浅い縦置きプリンタと、高さの低い横置きプリンタとで、互いに姿勢を９０°変えて装着するのに有利な構成であり、本発明の、縦姿勢、横姿勢の両方で、良好なインク供給が可能となる効果が生かされるものであるが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。すなわち、幅方向に十分な厚みがあるものであっても、立方体に近い形状のものであっても、本発明の効果を損ねることはなく、本発明を好適に適用可能である。また、負圧発生部材の、連通部９部分の形状については種々のバリエーションが考えられるが、異なる姿勢いずれにおいてもインク残りをできるだけ少なくし、あるいはインク残量検知手段を共通に利用可能とするために、負圧発生部材は、両使用時姿勢において、インクが直接貯留される領域と、インクが負圧発生部材に保持されて収容される領域とを、ほぼ水平方向およびほぼ垂直方向に区画する構成とするのが望ましい。
【００７９】
最後に、適正なインク充填量・充填状態について触れる。インクは、まず、図１（ａ），（ｂ）に示すように、インクタンク１の初期状態（使用開始状態）では、インク収容室２７と負圧発生部材収容室２６とがほぼ完全にインクで満たされた状態となっている。もし満たされていないと、負圧発生部材収容室の未充填領域１１ｅあるいはバッファ空間２５に存在する空気が、負圧発生部材に保持されているインクと入れ替わったりしながら、意図しない空気がインク収容室内に流れ込むおそれがある。望ましくは、前記２つの面のうち、使用時姿勢において水平に配置される面よりも上方の負圧発生部材領域にまでインクが保持されているのがよい。また、毛管力の異なる負圧発生部材を、一使用姿勢における上下方向に積層して収容したインクタンクにおいては、インクタンクの２つの使用時姿勢を含むいかなる姿勢であっても、前記第１及び第２の負圧発生部材の圧接部の界面の全域にわたってインクが保持される量のインクを充填することが望ましい。このように充填することで、インクタンク製造後、使用されるまでの流通過程において、負圧発生部材収容室の未充填領域１１ｅあるいはバッファ空間２５に存在する空気が、負圧発生部材に保持されているインクと入れ替わったりしながら、意図しない空気がインク収容室内に流れ込み、代わりにインクが負圧発生部材領域に流れ出したりしてくることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施形態のインクタンクの概略断面図であり、図１（ａ）は標準姿勢（横姿勢）、図１（ｂ）は縦姿勢を示している。
【図２】図１のインクタンクの横姿勢での供給動作を説明する図である。
【図３】図１のインクタンクの横姿勢での供給動作を説明する図である。
【図４】図１のインクタンクの横姿勢での供給動作を説明する図である。
【図５】図１のインクタンクの縦姿勢での供給動作を説明する図である。
【図６】図１のインクタンクの縦姿勢での供給動作を説明する図である。
【図７】図１のインクタンクの縦姿勢での供給動作を説明する図である。
【図８】図１のインクタンクの縦姿勢での供給動作を説明する図である。
【図９】図１のインクタンクの流抵抗低減効果を説明するグラフである。
【図１０】本発明の第２の実施形態のインクタンクの概略断面図であり、図１０（ａ）は標準姿勢（横姿勢）、図１０（ｂ）は縦姿勢を示している。
【図１１】図１０のインクタンクの横姿勢での供給動作を説明する図である。
【図１２】図１０のインクタンクの横姿勢での供給動作を説明する図である。
【図１３】図１０のインクタンクの横姿勢での供給動作を説明する図である。
【図１４】図１、１０のインクタンクの、インクジェット記録装置への装着を説明する図であり、図１４（ａ），（ｂ）は縦姿勢での装着、図１４（ｃ）は横姿勢での装着を示している。
【図１５】図１、１０のインクタンクの、横姿勢での装着の他の例を示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態のインクタンクの概略断面図であり、図１６（ａ）は縦姿勢、図１６（ｂ）は標準姿勢（横姿勢）を示している。
【図１７】本発明の第４の実施形態のインクタンクの概略断面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態のインクタンクの概略断面図であり、図１８（ａ）は標準姿勢（横姿勢）、図１８（ｂ）は縦姿勢を示している。
【図１９】図１８のインクタンクの供給動作を説明する図であり、図１９（ａ）は標準姿勢（横姿勢）、図１９（ｂ）は縦姿勢を示している。
【図２０】従来例のインクタンクの概略断面図である。
【図２１】図２０のインクタンクの、インクジェット記録装置への装着状態を説明する図である。
【図２２】他の従来例のインクタンクの概略断面図である。
【図２３】さらに他の従来例のインクタンクの概略断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１    インクタンク（液体タンク）
８    大気連通口
９    連通部
１０    インク供給口（液体供給口）
１１，１１ａ，１１ｂ    負圧発生部材
１４    隔壁
１５    インク（液体）
２０ａ，２０ｂ    気体導入面（互いに所定の角度をなす２つの面）
２６    負圧発生部材収容室
２７    インク収容室（液体収容室）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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